Организация КЭШ-памяти

       Функционально КЭШ-память предназначена для согласованной скорости работы сравнительно медленных устройств, например динамической памяти, с относительно быстрым микропроцессоре.

       Внутренняя архитектура МП основана на работе статических элементов памяти (триггеров, регистров), быстродействие которых достаточно большое. Например, в МП 80386 при f_синхр = 33 МГц тактовый период равен 30нс. В то время как время выборки информации из ОЗУ динамического типа составляет 60 - 100 нс. Поскольку большую часть времени МП осуществляет чтение памяти (команд, данных), то ОЗУ динамического типа значительно снижает быстродействие ЭВМ, так как при обращению к памяти МП вынужден в течении 2-3 тактов ожидать готовности данных.

       Микросхемы статической памяти имеют примерно в 5 раз меньшее время выборки (до 15 нс), что позволило бы исключить простои ЦП при обращении к памяти. Однако стоимость микросхем статического типа выше, а удельная емкость меньше.

       Поэтому в память ЭВМ вводится небольшое количество ячеек памяти статического типа — КЭШ-память, в которой по мере работы процессора автоматически накапливается наиболее актуальная информация. Первоначально эта информация находится в динамической памяти большого объема. А затем при считывании информации из главной памяти (динамического типа) соответствующие копии откладываются в КЭШ-памяти.

       КЭШ является “невидимой” для пользователя и для процессора и выражается только в увеличении быстродействия памяти.

       Схемы, обслуживающие работу КЭШ-памяти должны следить за сохранностью информации и соответствии ячейки основной памяти ячейке КЭШ-памяти, в которой она помещена.